碱金属元素性质总结讲解
碱金属·元素

碱金属·元素
碱金属元素是一类特殊的金属元素,它们位于周期表中的第2族之内,如钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)和钙(Ca)等,它们的电子排布模式相同,在元素的周期表中,它们的原子序数依次递增,其属性相近。
碱金属元素的原子半径一般比其他元素的要小,因为它们失去了一个电子,电子的整体排布紧凑一些,所以表面几乎没有任何活性,可以把它们形象地看做是一种“空气”。
碱金属元素具有较强的吸收能力,它们通常吸收大量水分,因此具有很强的吸水性,碱金属元素的水解热量也较高,因此一般也会吸收光热能,对环境产生一定的影响。
碱金属元素的化学性质也很特殊,它们是单价正离子,能够形成碱性氧化物和氢化物,还能与其他元素形成化合物,从而形成物理性质和化学性质非常稳定的复合物。
例如,碱金属元素可与氮、氧和碳形成化合物,成为不锈钢和铝合金等物质的构成部分。
碱金属元素在工业应用领域中也有着重要的地位,它们的加工性能很好,因此可以用来制造各种工业用品,如轴承、压缩机和汽车等,也可以用来制造用于消费的各种商品,这就是它们在社会经济中如此重要的原因。
碱金属元素也常被用于实验室,它们在研究各种科学现象,如化学反应等方面具有重要作用,同时也被用于制药及其他临床用药,因此在看似复杂的器官功能的改善等方面也发挥着重要的作用。
总之,碱金属元素在自然界和工业应用领域中都发挥着重要的作
用,它们的未来发展前景也是令人期待的。
高一化学第四章《碱金属》知识点总结

高一化学第四章《碱金属》知识点总结高一化学第四章《碱金属》知识点总结第一节钠一、碱金属:锂、钠、钾、铷、铯、钫原子的最外电子层上都只有一个电子,由于它们的氧化物溶解于水都是强碱,所以称这一族元素叫做碱金属。
二、钠的物理性质:钠质软,呈银白色,密度比水小,熔点低,是热和电的良导体。
三、钠的化学性质1、与非金属反应4Na+O2====2Na2O(Na2O不稳定)2Na+O2====Na2O2(Na2O2稳定)2Na+Cl2===2NaCl2Na+S====Na2S(发生爆炸)2、与化合物反应2Na+2H2O====2NaOH+H2↑(现象及原因:钠浮于水面,因钠密度比水小;熔成小球,因钠熔点低;小球游动发出吱吱声,因有氢气产生;加入酚酞溶液变红,因有碱生成)Na与CuSO4溶液的反应首先是钠与水反应2Na+2H2O====2NaOH+H2↑然后是2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4(有蓝色沉淀)注:少量的钠应放在煤油中保存,大量的应用蜡封保存。
第二节钠的化合物一、钠的氧化物(氧化钠和过氧化钠)Na2O+H2O===2NaOH(Na2O是碱性氧化物)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑(Na2O2不是碱性氧化物、Na2O2是强氧化剂,可以用来漂白)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑(在呼吸面具或潜水艇里可用作供氧剂二、钠的其它重要化合物1、硫酸钠芒硝(Na2SO4.10H2O)用作缓泻剂2、碳酸钠Na2CO3用作洗涤剂3、碳酸氢钠NaHCO3作发孝粉和治胃酸过多注:碳酸钠和碳酸氢钠的比较水溶性:Na2CO3比NaHCO3大与HCl反应速度NaHCO3比Na2CO3快热稳定性NaHCO3受热易分解Na2CO3不易分解2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑(常用此法除杂)第三节碱金属元素一、物理性质(详见课本107页)银白色,柔软,从Li→Cs熔沸点降低二、性质递变规律LiNaKRbCs原子半径渐大,失电子渐易,还原性渐强,与水反应越来越剧烈,生成的碱的碱性渐强。
碱金属化学性质

碱金属化学性质碱金属性很活泼,遇氧氯硫反应凶。
钠空氧化物色白,钾钠钙钡煤油中。
钠燃产物可漂白,黄固用在潜水艇。
软钠若遇酚酞水,浮熔游响液变红。
金属钠突遇水中盐,既分解成碱又摆氢。
纯碱苏打小苏打,两种苏打可以互变。
遇酸皆放二氧碳,碳酸钠中速度缓。
熔点沸点渐降低,密度半径渐递增。
金属活性渐进一步增强,化学性质钠类同。
碱金化性太开朗,化合态存有自然中。
钾钠钡钙四离子,紫黄黄绿和砖红。
有关表述1.碱金属性很活泼,遇氧氯硫反应凶:主要描述碱金属性质。
碱金属的性质都很活泼,能跟氧气、氯气、硫等非金属发生剧烈的反应。
如,钠在氯气中燃烧生成氯化钠:2na+cl2=2nacl;2.钠空氧化物色白,钾钠钙钡煤油中:主要表明碱金属及碱土金属的留存。
钠曝露在空气中在常温下就被空气中的氧气水解变为白色物质氧化钠(2na+o2=na2o);为了避免钾、钠、钙、钡这些开朗的金属被空气氧化,通常将它们存放在煤油中,并使其与空气阻隔。
(钙和呗不属于碱金属,但是金属性也很强,与碱金属性质相似);3.钠燃产物可漂白,黄固用在潜水艇:主要说明过氧化钠的制备。
性质和用途。
钠的燃烧产物过氧化钠(na2o2)是强氧化剂,可以作漂白剂(原理:2na2o2+2h2o=4naoh+o2↑);黄色固体(na2o2)可以跟二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,因此它用在潜水艇(呼吸面具)里作为氧的来源,反应式为:2na2o2+2co2=2na2co3+o2↑;4.软钠若突遇酚酞水,浮熔游响液变白:主要叙述钠与水的反应现象。
钠质软,将钠加进滴有酚酞的水溶液中,沉在水面上,钠熔融成小球,四处游动,收到响声,溶液变白。
6.纯碱苏打小苏打,两种苏打可互变:主要描述碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化。
碳酸钠(na2co3)俗名纯碱或苏打,碳酸氢钠(nahco3)俗名小苏打。
两种苏打(碳酸钠和碳酸氢钠)在一定条件下可以互相转化。
在碳酸钠水溶液里通入二氧化碳则转化为碳酸氢钠,碳酸氢钠加热就转化为碳酸钠。
碱金属元素的原子结构和碱金属的性质

碱金属元素的原子结构和碱金属的性质教学目的使学生了解碱金属的物理性质和化学性质,并能运用原子结构的初步知识来了解它们在性质上的差异及递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。
对学生进行科学方法的训练。
教学重点碱金属元素的性质以及原子结构的关系教学难点教学方法模式的训练教学方法启发、引导、讨论、实验、对比、练习等课时安排:1课时教学用具投影仪、铁架台(带铁圈)、石棉网、酒精灯、烧杯、玻璃片、水、金属钠、金属钾、酚酞试液。
教学过程[引入]前几节课我们共同学习了碱金属的代表性元素——钠及其化合物的主要性质,本节课我们继续学习第三节碱金属元素。
[板书]第三节碱金属元素[师]我先问大家两个问题:碱金属共包括哪几种元素?为什么把这几种元素统称为碱金属?[生]碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯、钫,因为它们的氧化物的水化物是可熔于水的强碱,因此被统称为碱金属。
[板书](Li、Na、K、Rb、Cs、Fr)[师]回答得很好。
钫是一种放射性元素,我们现阶段不研究它。
人们把锂、钠、钾、铷、铯等叫做碱金属,并把它们放在一起研究,说明它们之间存在着某种内在的联系,这种联系我们可以从两个方面进行研究:即相似性和递变性。
因为结构决定性质,本节课我们首先从微观的原子结构特征入手。
[板书]一、原子结构[师]请同学们在本上写出Li、Na、K的原子结构图,同时观察它们之间有哪些联系?然后翻看36页表2-2中Rb、Cs的原子结构图,总结碱金属原子结构上的相似性和递变性。
[投影板书]一、碱金属的原子结构性质相似性:递变性:[生]相似性是最外电子层都有一个电子;递变性是随着核电荷数增加,原子的电子层数增多,原子半径增大。
[板书]相似性:最外电子层都有一个电子;递变性:随着核电荷数增加。
原子的电子层数增多。
原子半径增大[师]因为结构决定性质,先让我们共同学习一下碱金属的物理性质[板书]二、物理性质[讲]大家一定要注意看36页左上角的注解1对钾的密度反常的解释。
《碱金属元素及其化合物》 知识清单

《碱金属元素及其化合物》知识清单一、碱金属元素概述碱金属元素包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)和钫(Fr)。
它们位于元素周期表的第ⅠA 族。
碱金属元素的原子结构具有相似性和递变性。
相似之处在于,它们的最外层电子数均为 1,容易失去这一个电子形成+1 价的阳离子。
递变性表现在,随着原子序数的增大,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,所以碱金属元素的金属性逐渐增强。
二、碱金属单质的物理性质1、颜色和状态锂是银白色的固体;钠是银白色的固体,新切开的钠表面有银白色金属光泽,但很快变暗;钾是银白色的固体;铷和铯是银白色略带金色光泽的固体。
2、密度碱金属单质的密度逐渐增大(钾的密度比钠小)。
3、熔点和沸点碱金属单质的熔点和沸点逐渐降低。
4、硬度碱金属单质的硬度逐渐减小,质地较软,可以用小刀切割。
三、碱金属单质的化学性质1、与氧气反应锂与氧气反应生成氧化锂(Li₂O);钠与氧气在常温下反应生成氧化钠(Na₂O),在加热或点燃条件下生成过氧化钠(Na₂O₂);钾与氧气反应生成更复杂的氧化物。
2、与水反应碱金属单质都能与水剧烈反应,生成相应的碱和氢气。
反应的剧烈程度随着原子序数的增大而增强。
2Li + 2H₂O = 2LiOH + H₂↑2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑2K + 2H₂O = 2KOH + H₂↑反应现象:锂与水反应较为缓慢,钠与水反应时钠浮在水面上,迅速熔化成小球,在水面上四处游动,并发出“嘶嘶”的响声;钾与水反应更加剧烈,甚至会发生轻微的爆炸。
3、与非金属单质的反应碱金属单质能与氯气、硫等非金属单质发生反应。
四、碱金属的化合物1、氧化物氧化锂(Li₂O)是白色固体,过氧化钠(Na₂O₂)是淡黄色固体。
过氧化钠具有强氧化性,常用作漂白剂和供氧剂。
2Na₂O₂+ 2CO₂= 2Na₂CO₃+ O₂2Na₂O₂+ 2H₂O = 4NaOH + O₂↑2、氢氧化物碱金属元素对应的氢氧化物均为强碱,且碱性随着原子序数的增大而增强。
下列关于碱金属元素的性质

下列关于碱金属元素的性质以《下列关于碱金属元素的性质》为标题,写一篇3000字的中文文章碱金属元素是指包括锂、钠、镁、铝、钾、铍等在内的一类元素,也叫碱土金属元素。
在一般认识上,这些元素以有机物的存在形式存在,以及与某些非金属元素的氯结合而形成的无机物的存在形式。
碱金属元素的性质主要有以下几点:(1)相对较轻。
碱金属元素的原子量大多都比其它金属元素较轻,例如,钠原子量是22.99,铝原子量为27.0,钾原子量为39.1,铍原子量为44.96。
(2)质地比较薄弱。
碱金属元素的晶体结构较软,在金属材料中属于软金属,可以用金属切削、冲床和冲压等加工方式加工成用于装配的零件。
(3)反应性强。
碱金属元素的反应性较强,容易受到氧化和氧化物的腐蚀,需要加以保护。
(4)电解性能良好。
碱金属元素的电解性能良好,可用于制造镁、钾、铍和铝的电池,也可用于制造可充电电池,用于储能和供电。
(5)导电性能良好。
碱金属元素由于其反应和电解性能良好,因此也具有很强的导电性能,可用于制作导电材料和电路元件,如接触器、开关等。
(6)吸热性能良好。
碱金属元素具有很好的吸热性能,可用于制作高温反应容器和高温绝缘体,例如用于原子反应堆的结构材料等。
从以上简介可以看出,碱金属元素的性质各异,其特点有相对较轻、质地比较薄弱、反应性强、电解性能良好、导电性能良好、吸热性能良好等。
因此,碱金属元素在工业上应用广泛,用于制作金属材料、电池、电路元件、高温绝缘体和原子反应堆等结构材料。
此外,由于碱金属元素同时具有相对较轻和吸热性能良好的特点,因此也得到了在航空、航天领域的广泛应用。
此外,由于碱金属元素具有较强的反应性,也可以用于化学分析的相关研究和制药工业的原料制备。
综上,碱金属元素在工业生产、航空航天技术、冶金加工以及化学分析等方面都具有重要的作用,已受到极大的重视,未来必将进一步推动其应用。
高中化学碱金属知识点总结
高中化学碱金属知识点总结
碱金属是指在元素周期表中ⅠA族除氢(H)外的六个金属元素,即锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)。
碱金属位于ⅠA族,其周期律性质主要表现为:
①自上而下,密度呈减小趋势(但钾反常),一般地说,随着原子序数的增加,单质的密度增
大.但从Na到K出现了“反常”现象,根据密度公式ρ=m/V,Na到K的相对原子质量增大所起的作用小于原子体积增大所起的作用,因此K的密度比钠的密度小.
②自上而下,熔点、沸点逐渐降低.
③自上而下,碱金属元素随着核电荷数增多,原子半径增大,失电子能力逐渐增强,金属性
逐渐增强(元素金属性强弱可以从其单质与水或酸反应置换出氢的难易程度,或它们的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱来推断).
④碱金属都能与氧气反应, 从锂到铯反应越来越剧烈,生成物为氧化物(锂)、过氧化物(钠)、
超氧化钾、比超氧化物更复杂的氧化物(铷、铯).
⑤碱金属都能与水反应,生成氢氧化物和氢气.从锂到铯与水反应越来越剧烈.。
高中人教版化学必修二专题02 碱金属元素结构与性质(教师版)
专题02 碱金属元素结构与性质一、碱金属元素的原子结构特点二、碱金属元素的性质1、碱金属单质物理性质变化规律随着原子序数的递增,碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐降低。
2、碱金属的原子结构与化学性质的关系(1)相似性原子都容易失去最外层的一个电子,化学性质活泼,它们的单质都具有较强的还原性,它们都能与氧气等非金属单质及水反应。
碱金属与水反应的通式为2R+2H2O===2ROH+H2↑(R表示碱金属元素)。
(2)递变性随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强,单质还原性增强。
①与O2的反应越来越剧烈,产物更加复杂,如Li与O2反应只能生成Li2O,Na与O2反应还可以生成Na2O2,而K与O2反应能够生成KO2等。
②与H2O的反应越来越剧烈,如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸,Rb、Cs遇水发生剧烈爆炸。
③最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,CsOH的碱性最强。
3、元素金属性强弱可以从单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度,或其最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断。
【例1】下列各组比较中不正确的是()A.锂与水反应不如钠与水反应剧烈B.还原性:K>Na>Li,故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠C.熔、沸点:Li>Na>KD.碱性:LiOH<NaOH<KOH【答案】B【解析】A、锂的活泼性比钠弱,与水反应不如钠剧烈;B、还原性,K>Na>Li,但K不能置换出NaCl溶液中的Na ,而是先与H 2O 反应;C 、碱金属元素从Li 到Cs ,熔、沸点逐渐降低,即Li >Na >K >Rb >Cs ;D 、从Li 到Cs ,碱金属元素的金属性逐渐增强,对应最高价氧化物的水化物的碱性依次增强,即碱性:LiOH <NaOH <KOH <RbOH <CsOH 。
碱金属的化学性质递变探究(1)碱金属与O 2反应①已知1.4 g 锂在空气中加热充分反应,可生成3.0 g 氧化物,该反应的化学方程式是 4Li +O 2=====△2Li 2O 。
碱金属的性质
碱金属的性质碱金属的化学性质:1、都是银白色的金属、密度小、熔点和沸点都比较低、标准状况下有很高的反应活性。
2、它们易失去价电子形成带一个单位正电荷的阳离子。
3、它们一般质地较为柔软,可以用刀切开,露出银白色的剖面;由于能和空气中的氧气反应,剖面暴露于空气中将很快失去光泽。
4、由于碱金属化学性质都很活泼,贮存时一般将它们放在矿物油中,或封于稀有气体中保存,以防止其与空气或水发生反应。
5、在自然界中,碱金属元素只有化合态,不能以稳定单质形式存在。
碱金属都能和水发生激烈的反应,生成碱性的氢氧化物,其反应能力与剧烈程度随着原子序数的增大而越强。
扩展资料碱金属在自然界的矿物是多种多样的,常见的种类如下:1、锂:锂辉石、锂云母、透锂长石2、钠:食盐(氯化钠)、天然碱(碳酸钠)、芒硝(十水硫酸钠)、智利硝石(硝酸钠)3、钾:硝石(硝酸钾)、钾石盐(氯化钾)、光卤石、钾镁矾、明矾石(十二水硫酸铝钾)4、铷:红云母、铷铯矿5、铯:铷铯矿、铯榴石碱金属应用:纯钠可用于制作钠灯,一种十分高效的光源;还可以用来抛光其它金属的表面。
钠化合物也有十分广泛的用途,比如常见的食盐就是氯化钠;常用的肥皂是钠的脂肪酸盐。
钾是植物重要的营养元素,因此钾的化合物常被用做化肥。
氢氧化钾是一种强碱,被用来控制各种体系的pH值。
铷和铯常用于制作原子钟。
铯原子钟极其精确,如果一台铯原子钟从8千万年前的恐龙时代开始运行到今天,它的偏差不会超过4秒。
因此铯原子被用来定义“秒”单位。
铯常添加在石油工业所用的钻井液中。
铷离子常用于制作紫色焰火。
钫没有商业应用,由于钫的原子结构相对简单,因而在光谱学实验中有广泛应用。
钫的光谱学研究可以提供和能级、次原子粒子间的耦合常数相关的信息。
科学家研究激光束缚的钫-210粒子发射的光,获得了原子能级跃迁的准确数据,和量子论的预测相近。
碱金属与碱土金属的性质与反应
碱金属与碱土金属的性质与反应碱金属和碱土金属是化学元素周期表中两个重要的元素家族。
它们在自然界中广泛存在,并且具有独特的性质和反应。
本文将探讨碱金属和碱土金属的性质以及它们的一些典型反应。
一、碱金属的性质与反应碱金属包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)和铯(Cs),它们在元素周期表的第一组。
碱金属具有以下一些共同的性质。
首先,它们是非常活泼的金属,容易与其他元素发生反应。
其次,它们的密度都很低,比较轻盈。
此外,碱金属在室温下都是固体,但可以很容易地被切割成薄片。
碱金属在空气中的反应也是引人注目的。
它们与氧气反应会产生相应的氧化物。
例如,钠与氧气反应会生成氧化钠,这是一种白色晶体。
而钾与氧气反应则会产生氧化钾,这是一种紫色的晶体。
这些氧化物在水中溶解后会形成碱性溶液,因此碱金属也被称为“碱”。
碱金属与水的反应也是非常剧烈的。
它们与水反应会放出大量的氢气,并产生相应的氢氧化物。
例如,钠与水反应会生成氢氧化钠,这是一种强碱。
这种反应非常剧烈,甚至会引起火灾。
因此,在实验室中处理碱金属时需要非常小心。
二、碱土金属的性质与反应碱土金属包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)和钡(Ba),它们在元素周期表的第二组。
碱土金属与碱金属相比,具有一些不同的性质。
首先,它们的密度比碱金属要高,但仍然比较轻盈。
其次,碱土金属的熔点和沸点较高,因此它们在常温下都是固体。
碱土金属与水的反应相对于碱金属来说较为温和。
它们与水反应会放出氢气,并生成相应的氢氧化物。
例如,钙与水反应会生成氢氧化钙,这是一种弱碱。
与碱金属不同的是,碱土金属与水的反应不会引起火灾。
碱土金属还具有一些其他的重要性质和反应。
例如,它们的氧化态通常为+2。
此外,碱土金属在燃烧时会产生明亮的火焰,这是由于金属离子激发气体中的电子而引起的。
这种现象在烟花制造中得到了广泛应用。
总结起来,碱金属和碱土金属具有独特的性质和反应。
碱金属非常活泼,容易与氧气和水反应,并产生相应的氧化物和氢氧化物。
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元素周期律碱金属元素性质总结I.元素周期律1.周期表位置IA族(第1纵列),在2、3、4、5、6、7周期上均有分布。
元素分别为锂(Li)-3,钠(Na)-11,钾(K)-19,铷(Rb)-37,铯(Cs)-55,钫(Fr)-87。
2.碱金属的氢氧化物都是易溶于水, 苛性最强的碱, 所以把它们被称为为碱金属。
3.碱金属的单质活泼,在自然状态下只以盐类存在,钾、钠是海洋中的常量元素,其余的则属于轻稀有金属元素,在地壳中的含量十分稀少。
钫在地壳中极稀少,一般通过核反应制取。
4.保存方法:锂密封于石蜡油中,钠。
钾密封于煤油中,其余密封保存,隔绝空气。
II.物理性质II.1物理性质通性(相似性)1.碱金属单质皆为具金属光泽的银白色金属(铯略带金黄色),但暴露在空气中会因氧气的氧化作用生成氧化物膜使光泽度下降,呈现灰色。
常温下均为固态。
2.碱金属熔沸点均比较低。
摩氏硬度小于2,质软。
.导电、导热性、延展性都极佳。
3.碱金属单质的密度小于2g/cm3,是典型轻金属,锂、钠、钾能浮在水上。
4.碱金属单质的晶体结构均为体心立方堆积,堆积密度小。
II-2.物理性质递变性随着周期的递增,卤族元素单质的物理递变性有:1.金属光泽逐渐增强。
2.熔沸点逐渐降低。
3.密度逐渐增大。
钾的密度具有反常减小的现象。
II.3.物理性质特性1.铯略带有金色光泽,钫根据测定可能为红色,且具有放射性。
2.液态钠可以做核反应堆的传热介质。
3.锂密度比没有小,能浮在煤油中。
4.钾的密度具有反常现象。
钾的密度反常变化的原因:根据公式:ρ=A r/V原子,可知相对原子质量的增大使密度增加,而电子层的增加又使原子体积增大使得密度减小。
即单质的密度由相对原子质量和原子体积两个因素决定。
对钾来说,核对最外层引力较小,体积增大的效应大于相对原子质量增加产生的影响,结果钾的密度反而比钠小。
II.5焰色反应1.碱金属离子及其挥发性化合物在无色火焰中燃烧时会显现出独特的颜色,这可以用来鉴定碱金属离子的存在,锂、铷、铯也是这样被化学家发现的。
2.电子跃迁可以解释焰色反应,碱金属离子的吸收光谱落在可见光区,因而出现了标志性颜色。
III.化学性质III-1.原子化学性质III-1.1.原子化学性质通性1.最外层均有1个电子2.单质均为单原子分子,化学性质活泼。
3.在化学反应中易失1个电子形成离子。
4.与典型的非金属形成离子化合物。
III-1.2.原子化学性质递变性1.原子半径逐渐增大,相对原子质量逐渐增大。
原子核对外层电子的引力逐渐减弱。
2.电子层逐渐增多,原子序数(核电荷数、质子数、核外电子数)逐渐增大。
3.金属性性随周期数递增而增强。
III-1.3原子化学性质特性1.铷和钫对光线特别敏感,在极其微弱的光线照射下也会放出电子。
把它们喷镀到银片上,即可制成“光电管”——受光照,便产生电流,光线越强,电流越大。
2.钫的所有同位素均具有放射性。
III-2.氧化还原性质1.单质都有还原性(相似性)原因:最外层都有1个电子,决定了在化学反应中易失电子,从而表现出还原性,还原性自上而下增强,金属性自上而下增强原因:碱金属位于第一主族,越往下走电子层数依次增加,原子核对最外层电子的束缚力越来越小,所以越容易失电子。
2.离子具有弱氧化性。
III.3与氧气的反应Li:在室温下缓慢氧化与点燃条件下均只生成氧化锂。
Na:在室温下迅速氧化生成氧化钠,点燃条件下生成过氧化钠,氧化钠和氧气在加热条件下生成过氧化钠,氧化钠暴露在空气中会生成过氧化钠,这是工业制取过氧化钠的方式,而工业制取氧化钠一般用钠和亚硝酸钠。
反应过氧化钠与氧气在加压情况下反应或在490℃下加热可得超氧化钠。
用氧气与钠的液氨溶液反应也会得到超氧化钠。
K:钾在室温下迅速氧化生成氧化钾,充足的氧气中点燃生成超氧化钾。
Rb:铷在室温下与氧气接触燃烧,产物由氧气充足程度决定,在充足氧气中剧烈燃烧超氧化铷,用氧气与铷的液氨溶液反应生成臭氧化铷。
Cs:与铷大致相同,反应更剧烈。
碱金属与氧气反应,普通氧化物不一定是最稳定的氧化物,从生成热的热量大小上可以判断氧化物稳定性。
注释:1.过氧化钠是以钠离子和过氧根离子结合的,而过氧根离子里,两个氧原子是以共价键结合的,碱金属的过氧化物中养的氧化数都是-1。
2.超氧化钾是钾离子和超氧根离子结合的,氧原子氧化数为-1/2。
3.超氧根离子具有顺磁性,氧分子之所以有顺磁性是因为氧分子里有两个未成对电子,超氧根离子里只有一个未成对电子,因此顺磁性比氧分子小。
4.氧原子之间的距离:过氧根离子>超氧根离子>氧分子。
5.常温时,超氧化物的晶体呈四面体结构,高温时呈立方体结构(与氯化钠相似)。
6.反应生成氧化物时,碱金属的电子转移给氧分子,氧分子获得一个电子成为超氧根离子,氧分子获得两个电子成为过氧根离子,氧原子获得两个电子成为氧离子。
此反应可比较碱金属的还原性氧化物的性质:普通氧化物碱金属中,只有锂可以直接生成氧化物,其它碱金属单质的氧化物可以被继续氧化4Li+O₂=2Li2O碱金属的正常氧化物是反磁性物质,都能与水反应生成对应的氢氧化物反应通式:M2O+H2O=MOH过氧化物所有碱金属都能形成过氧化物,除锂外,其它碱金属可以直接化合得到过氧化物。
反应通式:2M+O₂=M2O₂过氧化物中的氧元素以过氧阴离子的形式存在,过氧根离子的键级为1。
过氧化物是强碱(质子碱),能与水反应生成碱性更弱的氢氧化物和过氧化氢,由于反应大量放热,生成的过氧化氢会迅速分解产生氧气。
反应通式:2M2O₂+2H2O=4MOH+O₂2H2O₂=2H2O+O₂过氧化物可与酸性氧化物反应生成对应的正盐,若与之反应的酸性氧化物有较强还原性,则有被氧化的可能反应通式:2M2O₂+2CO₂=2M2CO₃+O₂M2O₂+SO₂=2M2SO₄过氧化物在熔融状态下可与某些铂系元素形成含氧酸盐反应通式:Ru+3M2O₂=M2RuO₄+2M2O过氧化物中常见的是过氧化钠(Na2O₂)和过氧化钾(K2O₂),它们可用于漂白,熔矿,生氧。
超氧化物除锂外,所有碱金属元素都有对应的超氧化物,钾铷铯能在空气中直接化合得到超氧化物。
反应通式:M+O₂=MO₂超氧化物中存在超氧离子,分子轨道表明超氧离子存在一个σ键和一个3电子π键,键级为3/2,有顺磁性。
超氧化物能与水反应生成对应氢氧化物,氧气和过氧化氢,反应大量放热,过氧化氢分解反应通式:2MO₂+2H2O=2MOH+H2O₂+O₂2H2O₂=2H2O+O₂超氧化物能与酸性氧化物反应,类似过氧化物,其中,超氧化钾与二氧化碳的反应被应用于急救空气背包中反应通式:4MO₂+2CO₂=2M2CO₃+3O₂超氧化钾是最为常见的超氧化物臭氧化物除锂外,干燥的碱金属氢氧化物固体与臭氧反应,产物在液氨中重结晶可得到臭氧化物晶体反应通式:6MOH+4O₃=4MO₃+2MOH·H2O+O₂臭氧化物在放置过程中缓慢分解反应通式:2MO₃=2MO₂+O₂臭氧化物中存在臭氧离子,V型结构,键级为1/3,极不稳定,具有顺磁性臭氧化物的其他性质与超氧化物类似。
III.4碱金属与水反应反应通式:2X+2H2O=2XOH+H2共同现象:剧烈反应,放出热量,生成可燃气体(氢气),反应后向水中滴加酚酞变红。
独有现象:Li:接触到水时发出嘶嘶声,金属熔化成小球在水面上快速移动。
反应速度较慢。
Na:接触到水时发出嘶嘶声,金属熔化成小球在水面上快速移动。
反应速度快,可以发生轻微爆炸。
K:接触到水产生紫色火焰,金属熔化并溅射。
Rb:接触到水迅速跳起,金属熔化喷出。
Cs:火球腾空而起。
III.5与卤素反应反应通式:2X+Y2=2XY反应现象:1.碱金属与卤素反应生成相应的盐,如:2Na+Cl2=点燃2NaCl2.由于所有的碱金属的卤素盐的粉末都是白色,所以会产生白色的烟(与F2和Cl2反应)。
3.由于碱金属的化学性质的活泼程度由上到下递增而卤素相反,所以导致反应条件不尽相同,如最活泼的碱金属Cs(不考虑Fr)和最活泼的卤素单质F2相遇便立即发生极其猛烈的爆炸,而Li置于Cl2中只会在Li的表层形成LiCl的外层,难以有明显反应,所以必须点燃才能有明显反应;Br2和I2是不能进行比较的因为它们是液体或固体,所以可以使反应的接触程度变大,使反应易于进行。
4.对于Br2和I2(I2当然要粉末),因为B r2是液体所以由于上述原因可以与所有碱金属猛烈反应,并有橙红色的雾生成(液溴由于反应放热气化在上空再次液化导致的),I2也大致相同,产生的是紫色的烟(常况下I2不能液化,也就是说I2常况下不存在液体的形式,所以直接成为固体)只是反应难度不同罢了。
III.6与氮气反应Li:6Li+N2=2Li3NNa:高温、隔绝空气的条件下2Na+3N2=2NaN3(叠氮化钠)反应无法生成Na3N(极不稳定)。
其他碱金属与氮气几乎不反应III.7与氢气反应反应通式:2X+H2=高温2XH碱金属单质在氢气流中加热就可获得对应的氢化物1.碱金属的氢化物均为气态,H显-1价。
2.碱金属氢化物中以氢化锂(LiH)最为稳定,850℃分解。
氢化物不是很稳定。
3.碱金属氢化物属于离子型氢化物,熔沸点高,晶体结构为氯化钠型,碱金属氢化物中存在氢负离子,电解溶于氯化锂的氢化锂可以在阳极得到氢气,这可以证明氢负离子的存在。
4.碱金属氢化物与水剧烈反应放出氢气MH+H2O=MOH+H₂III.8与其他非金属反应与硫反应:2R+S=R2S,反应爆炸与磷反应:3R+P==R3PIII.9氢氧化物碱金属元素的氢氧化物常温下为白色固体,可溶或易溶于水,溶于水放出大量热,在空气中会发生潮解并吸收酸性气体;除氢氧化锂外其余的碱金属氢氧化物都属于强碱,在水中完全电离。
2MOH+CO₂=M2CO₃+H2O2MOH+2Al+2H2O=2MAlO₂+3H₂2MOH+Al2O₃=2MAlO₂+H2O3MOH+FeCl₃=Fe(OH)₃+3MCl碱金属氢氧化物中以氢氧化钠和氢氧化钾最为常见,可用作干燥剂。
III.10盐类碱金属的盐类大多为离子晶体,而且大部分可溶于水,其中不溶的盐类有1.锂盐:氟化锂、碳酸锂、磷酸锂2.钠盐:醋酸铀酰锌钠、六羟基合锡(Ⅳ)酸钠、三钛酸钠、铋酸钠、六羟基合锑酸钠3.钾盐:六硝基合钴酸钾、高氯酸钾、四苯基硼酸钾、高铼酸钾4.铷盐及铯盐:与钾盐一样,但溶解度更小。
卤化盐:碱金属卤化物中常见的是氯化钠和氯化钾,它们大量存在于海水中,电解饱和氯化钠可以得到氯气,氢气和氢氧化钠,这是工业制取氢氧化钠和氯气的方法。
阳极:2Cl--2e=Cl₂↑阴极:2H++2e=H₂↑总反应:2NaCl+2H2O=通电2NaOH+H₂↑+Cl₂↑硫酸盐:碱金属硫酸盐中以硫酸钠最为常见,十水合硫酸钠俗称芒硝,用于相变储热,无水硫酸钠俗称元明粉,用于玻璃、陶瓷工业及制取其它盐类。